Hva er overflatemikromaskinering?

Overflatemikromaskinering er en fabrikasjonsprosess som brukes til å utvikle integrerte kretsløp og sensorer av forskjellige slag. Ved å bruke overflatemikromaskineringsteknikker tillater du bruk av opptil nesten 100 fint påførte lag kretsmønstre på en brikke. Til sammenligning er bare fem eller seks lag mulig ved bruk av standard mikromaskineringsprosesser. Dette gjør at mange flere funksjoner og elektronikk kan integreres i hver brikke for bruk i bevegelsessensorer, akselerometre som distribuerer kollisjonsputer i en bilstyrt, eller for bruk i gyroskop for navigasjonssystemer. Overflatemikromaskinering bruker utvalgte materialer og både våte og tørre etseprosesser for å danne kretslagene.

Kretsdeler laget med denne metoden ble opprinnelig brukt i akselerometre, som satte kollisjonsputer i kjøretøyer på tidspunktet for et brak. Overflatemikromachinerte sensorer i kjøretøyer gir også beskyttelse mot rulling via vippekontroll, og brukes i antisperre bremsesystemer. Dette kretsløpet er også i bruk i høyytelsesgyroskop i styringssystemer og navigasjonssystemer. Ettersom kretsløp produsert ved hjelp av denne metoden produserer bittesmå og presise kretsløp, er det mulig å kombinere flere funksjoner på en brikke for bruk i bevegelsessensing, flytmåling og i noen forbrukerelektronikk. Når du fotograferer med et videokamera, gir disse sjetongene fotografering under bevegelse når de filmer.

Overflatens mikromaskinbehandlingsprosess bruker enten silisiumsponunderlag som et fundament for å bygge lag, eller kan startes på billigere glass- eller plastunderlag. Vanligvis er det første laget av silisiumoksyd, en isolator, som er etset til ønsket tykkelse. Over dette laget blir et fotosensitivt filmlag påført, og ultrafiolett (UV) lys påføres gjennom kretsmønsteroverlegget. Deretter utvikles, skylles og bakes denne skiven for følgende etseprosess. Denne prosessen gjentas flere ganger for å anvende flere lag, med nøye overvåking og presise etseteknikker brukt på hvert lag for å produsere den endelige lagdelte brikkedesignen.

Selve overflatemikromachineringsprosessen for etsing utføres av en eller en kombinasjon av flere maskinprosesser. Våt etsing utføres ved hjelp av fluoridsyrer for å etse ut kretsutforminger på lag, skjære gjennom ubeskyttede isolasjonsmaterialer; ikke-etsede områder av det laget blir deretter elektrolysert for å isolere laget fra det neste påførte. Tørr etsing kan gjøres alene, eller i kombinasjon med kjemisk etsing, ved å bruke en ionisert gass for å bombardere områdene som skal etses. Produsenter bruker tørr plasmaetning når en stor del av laget skal etses i en kretsdesign. I tillegg kan en annen plasmakombinasjon av klor med fluorgass gi dype vertikale kutt gjennom filmmaskermaterialene til et lag, som ofte er nødvendig når det produseres sensorerflis av mikroaktuator.